O presente artigo tem por objetivo mostrar a aplicabilidade do ensaio Paralelo Sísmico (PS) para avaliar o comprimento de uma estaca pré-moldada de concreto protendida executada na Baixada Santista. Ao combinar os dados medidos em campo, durante o ensaio, com resultados que foram simulados a partir de uma formulação teórica desenvolvida, foi possível avaliar a faixa de comprimentos da estaca. O ensaio Paralelo Sísmico apresentou-se como uma alternativa viável para a avaliação de estacas em solos moles. No entanto, nesse contexto geológico, algumas limitações do ensaio PS devem ser consideradas, dado que a presença do solo mole provoca uma maior atenuação da energia das ondas durante o ensaio e o fato das estacas tenderem a ser mais longas nesse tipo de estratigrafia também contribui para a diminuição do sinal captado ao longo do ensaio.

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Uso do Ensaio Paralelo Sísmico na Avaliação do Comprimento de
uma Estaca Protendida na Baixada Santista
Tiago de Jesus Souza
Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), São José dos Campos, Brasil, tiagojs@ita.br
Paulo Scarano Hemsi
Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), São José dos Campos, Brasil, paulosh@ita.br
Otávio Coaracy Brasil Gandolfo
Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo (IPT), São Paulo, Brasil, gandolfo@ipt.br
Paulo Cezar Aoki
ATC – American Tower do Brasil – Sessão de Infraestrutura, São Paulo, Brasil,
paulo.aoki@americantower.com.br
RESUMO:
O presente artigo tem por objetivo mostrar a aplicabilidade do ensaio Paralelo Sísmico (PS) para
avaliar o comprimento de uma estaca pré-moldada de concreto protendida executada na Baixada
Santista. Ao combinar os dados medidos em campo, durante o ensaio, com resultados que foram
simulados a partir de uma formulação teórica desenvolvida, foi possível avaliar a faixa de
comprimentos da estaca. O ensaio Paralelo Sísmico apresentou-se como uma alternativa viável para
a avaliação de estacas em solos moles. No entanto, nesse contexto geológico, algumas limitações do
ensaio PS devem ser consideradas, dado que a presença do solo mole provoca uma maior atenuação
da energia das ondas durante o ensaio e o fato das estacas tenderem a ser mais longas nesse tipo de
estratigrafia também contribui para a diminuição do sinal captado ao longo do ensaio.
PALAVRAS-CHAVE: ensaio Paralelo Sísmico (PS), estacas pré-moldada, solo mole.
1 INTRODUÇÃO
O ensaio Paralelo Sísmico (PS) pode ser
considerado, atualmente, uma ferramenta
existente para o controle de fundações
profundas. Devido à expansão dos serviços de
telefonia celular no Brasil, e implantação de
novas tecnologias, é comum que as fundações de
torres de telecomunicações tenham que ser
avaliadas para verificar se podem suportar
carregamentos maiores que os originalmente
considerados.
Ocorre que, em grande parte dos casos, o
comprimento do elemento de fundação é
desconhecido. Dada a impossibilidade de
investigar diretamente o comprimento de uma
fundação profunda no campo, os métodos
indiretos, baseados na Geofísica, destacam-se
como as possibilidades mais viáveis. Os métodos
de investigação restritos à superfície do terreno
geralmente fornecem resultados não satisfatórios
para este tipo de problema. Devido a algumas
limitações técnicas existentes e, por vezes, à
subjetividade da análise dos sinais de velocidade
em casos mais complexos, o Pile Integrity Test
(PIT) tem tido um desempenho limitado nesse
tipo de problema.
O ensaio PS, que utiliza um furo de sondagem
posicionado nas proximidades do elemento de
fundação, pode fornecer melhores resultados
quando o objetivo for a determinação da máxima
profundidade de uma estaca. Este ensaio vem

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sendo utilizado há algum tempo, no exterior,
para tal finalidade.
O presente artigo visa apresentar e discutir os
resultados obtidos por meio do ensaio PS para
determinação do comprimento de uma estaca
protendida de concreto nos sedimentos da
Baixada Santista, apresentando ainda os
resultados do ensaio crosshole nas camadas.
2 ENSAIO PARALELO SÍSMICO
O princípio do ensaio PS é relativamente
simples. Um impulso é gerado pelo impacto de
uma marreta batendo em um mesmo ponto
contra alguma parte exposta da estrutura
conectada à fundação (ou nela própria se estiver
acessível), produzindo ondas elásticas
(compressionais, predominantemente) que se
propagam através do elemento de fundação. A
onda gerada na superfície é captada por um
sensor (geofone) posicionado no furo e este sinal
é registrado em um sismógrafo sob a forma de
um traço sísmico (Figura 1).
O procedimento é efetuado iniciando-se as
medidas com o geofone posicionado no fundo do
furo, e deslocado o mesmo até a superfície, em
intervalos regulares, geralmente da ordem de 50
cm. Como produto do ensaio é obtido um
sismograma composto por todos os traços
registrados ao longo do ensaio (Figura 2).
Figura 1. Ensaio PS mostrando a trajetória dos raios
(modificado de Niederleithinger, 2012).
Os tempos de chegada da onda sísmica
(“primeiras quebras”) lidos no sismograma
tendem a se alinhar, possibilitando o ajuste de
retas aos diferentes trechos observados no
sismograma. A inclinação das retas ajustadas
fornece as velocidades de propagação da onda na
estaca (geralmente de concreto, apresentando um
valor elevado de velocidade, V1) e no solo abaixo
da estaca (velocidade relativamente mais baixa,
V2). A profundidade na qual se observa o ponto
de inflexão das retas é atribuída à profundidade
máxima da estaca de fundação ensaiada (Figura
2).

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Figura 2. Sismograma típico obtido de um ensaio PS.
Niederleithinger et al. (2009) apresenta
informações detalhadas de um campo de testes
(BAM-TTS) localizado em Horstwalde,
Alemanha, utilizado para a realização de
diversos ensaios PS. No local, utilizado para a
validação de métodos e equipamentos, foram
ensaiadas diversas tipologias de estacas cravadas
no terreno, em radiers, dentre outros.
No Brasil, o ensaio PS vem sendo realizado
em diferentes tipologias de fundações, por
exemplo, para a estimativa da profundidade de
um tubulão (Gandolfo et al., 2015a, 2015b),
assim como para outros tipos de estacas
moldadas in loco em diferentes solos (Gandolfo
et al., 2017; Souza et al., 2016a, 2016b, 2017,
2018).
3 CASO ESTUDADO
3.1 Descrição do site
A torre de telefonia cujas fundações foram
testadas localiza-se à Rodovia Doutor Manoel
Hyppolito Rego (SP 055), km 246, com
coordenadas 23,905986° S e 46,276601° O,
próxima ao município de Santos, SP (Figura 3).
Figura 3. Vista superior do local do ensaio PS a partir da
torre.
Nesse local, as estacas utilizadas nas
fundações da torre foram pré-moldadas de
concreto protendidas com diâmetro igual a 30
cm. A Figura 4 apresenta um corte da fundação
da torre. No total, são 16 estacas no bloco de
fundação.
Figura 4. Corte ilustrativo do bloco e das estacas de
fundação da torre de telefonia.
3.2 Características geológico-geotécnicas
As particularidades dos sedimentos que
constituem os solos da Baixada Santista já foram
bastante estudadas e difundidas na literatura por
autores como Suguio (1994) e Massad (2009),
este último um livro apresentando resultados de
diversos trabalhos anteriores. É conhecida
também a variabilidade existente em função do
terreno localizar-se mais próximo dos morros ou
das praias e canais de Santos (AB’SABER,
1965).
No caso considerado, a SP 055 em geral, e o
terreno considerado em particular, situam-se
bastante próximos aos morros da região. Assim,
a estratigrafia no terreno estudado consiste de
uma camada superficial de areia pouco compacta

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a compacta, com cerca de 3 a 5 m de espessura,
sobreposta a camada de argila marinha muito
mole a mole até aproximadamente os 20 m de
profundidade. Como visto na Figura 6, o ensaio
crosshole indica aumento da resistência do solo
a partir de cerca de 20 m, fato também mostrado
pelos valores de NSPT em uma sondagem
disponível, na qual os valores de NSPT crescem a
partir de 20 m.
3.3 Ensaio PS
Foram realizados dois furos, um próximo ao
bloco da fundação, distante 0,16 m deste (F1) e
outro (F2) a uma distância de 2 m do primeiro
furo (Figura 5). Os dois furos foram finalizados
com a mesma profundidade, igual a 24 m, devido
à resistência à perfuração crescente a partir dos
20 m de profundidade.
.
Figura 5. Planta e fotografia da posição dos furos
realizados no site.
Preliminarmente, aproveitando-se os dois
furos realizados, foi executado um ensaio
crosshole para determinação do perfil de
velocidades da onda cisalhante (VS) no solo.
Foram verificados valores extremamente baixos
de VS até 19 – 20 m de profundidade. Os baixos
valores são compatíveis com o solo mole, com
baixos valores de NSPT, que ocorre até essa
profundidade. Na Figura 6, apresenta-se o
sismograma obtido do ensaio crosshole com
registro da onda S (IPT, 2017).
Figura 6. Resultado do ensaio crosshole com o registro da
onda S (IPT, 2017).
O ensaio PS foi realizado com a marreta
batendo contra o bloco de fundação e captando-
se o sinal com o geofone posicionado no furo F1
(próximo ao bloco de fundação) desde a
superfície até a profundidade de 23,5 m em
intervalos regulares iguais a 0,5 m (Figura 7).
Figura 7. Ensaio PS no site, sendo realizado com a marreta
batendo diretamente sobre a fundação.

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4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Dados medidos em campo
A Figura 8 apresenta o sismograma do ensaio PS
realizado no elemento de fundação.
Figura 8. Sismograma obtido no ensaio PS no local.
Apesar das baixas amplitudes observadas nos
traços sísmicos, decorrente das características do
solo mole existentes no local, a identificação dos
tempos de primeiras chegadas pôde ser efetuada
aplicando-se um ganho adequado nos traços do
sismograma. A Figura 9 mostra o registro
sísmico no qual foi aplicado o ganho para realçar
os dados e permitir a identificação dos tempos
das “primeiras quebras”.
Figura 9. Detalhe do sismograma da Figura 8, ampliado e
com ganho acentuado, mostrando os tempos das
“primeiras quebras”, entre as profundidades de 19,0 m a
23,5 m.
A partir da obtenção dos tempos das
“primeiras quebras” no sismograma, foi
elaborado um gráfico tempo x profundidade para
a obtenção das velocidades e a estimativa da
profundidade da estaca de fundação. O resultado
é mostrado na Figura 10.
Figura 10. Gráfico tempo x profundidade do ensaio PS.

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Conforme pode ser verificado na Figura 10, não
foi possível visualizar no gráfico tempo x
profundidade o ponto de inflexão
correspondente à máxima profundidade da
estaca. A partir dos dados de campo, é possível
concluir que o elemento de fundação ensaiado
tenha um comprimento superior a 23,5 m, valor
este correspondente ao último ponto em
profundidade alcançado pelo geofone durante a
realização do ensaio.
4.2 Dados calculados pela metodologia teórica
A seguir, foi realizada uma simulação teórica
do ensaio PS no local, com base em um
algoritmo proposto por Souza et al. (2018), com
o objetivo de buscar avaliar o ponto de inflexão
do ensaio. Na simulação, foram utilizados os
parâmetros estimados a partir dos dados
experimentais do ensaio PS.
A Figura 11 mostra a geometria do modelo
para a simulação dos resultados do ensaio PS,
sendo r1 o raio da estaca e r2 a distância entre a
estaca e o furo.
Figura 11. Descrição geométrica do modelo para o cálculo
dos tempos teóricos (Souza et al., 2018).
Adotou-se S = 0,5 m, que corresponde ao
passo do geofone no furo. Como mostrado na
figura, X corresponde à distância entre a ponta
da estaca e a profundidade máxima do furo.
O valor de V1 foi adotado como sendo igual
a 4300 m/s, a partir do gráfico da Figura 10. O
valor de L (comprimento da estaca) foi variado
entre 25 e 30 m.
Os valores de velocidade da onda
compressional em um solo saturado, como o que
ocorre no site, situam-se entre 1400 e 1600 m/s.
Para a simulação teórica, foi adotado um valor de
V2 igual a 1500 m/s.
Na Figura 12, apresentam-se os resultados da
simulação, mostrando a plotagem dos dados de
campo (pontos) em conjunto com os resultados
teóricos (linhas), para diferentes comprimentos
da estaca.
Figura 12. Comparação dos resultados de campo e de
simulações, para diferentes comprimentos da estaca.
Conforme observado na Figura 12, ao sobrepor
as curvas teóricas aos dados de campo (para
diferentes comprimentos), é possível concluir
que a estaca, de fato, possua comprimento
superior a 24 m. Assim, o ensaio PS possibilita
adotar um comprimento de, no mínimo, 24 m,
para fins de verificação da capacidade de carga
das estacas. Nessa condição, é esperado que a
ponta da estaca tenha atingido material
relativamente resistente.
5 CONCLUSÕES
Neste artigo apresentou-se o uso do ensaio PS
para mapeamento de fundações profundas
existentes em uma torre de telecomunicações.
No estudo de caso, apesar de condições
desfavoráveis do terreno para a propagação das
ondas sísmicas, prejudicando a qualidade do
sinal obtido, foi possível realizar o ensaio PS e
fazer uma avaliação da profundidade mínima do
elemento de fundação (estaca pré-moldada de
concreto, com 30 cm de diâmetro).
Até a profundidade do furo de sondagem (24
m), os tempos alinharam-se na reta com valor de
velocidade igual a aproximadamente 4300 m/s

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(velocidade da onda compressional no concreto),
indicando que a estaca possui, no mínimo, esse
comprimento. No caso da estaca possuir um
comprimento inferior aos 24 m, uma inflexão
deveria ter sido observada no sismograma, e no
gráfico profundidade x tempo correspondente.
REFERÊNCIAS
Ab’Saber, A.N. (1965). A Evolução Geomorfológica, in
“A Baixada Santista” Aspectos Geográficos. Editora
da Universidade de São Paulo, São Paulo, p. 50-66.
Gandolfo, O.C.B.; Souza, T.J.; Aoki, P.C.; Hemsi, P.S.
(2015a). A determinação da profundidade de um
elemento de fundação utilizando o ensaio sísmico
paralelo (parallel seismic), Fundações & Obras
Geotécnicas, 55: 54–58.
Gandolfo, O.C.B.; Souza, T.J.; Aoki, P.C.; Hemsi, P.S.
(2015b). Evaluation of unknown foundation depth
using Parallel Seismic (PS) Test - a case study, 14º
International Congress of The Brazilian Geophysical
Society, Rio de Janeiro, Expanded Abstracts, CD-
ROM.
Gandolfo, O.C.B.; Souza, T.J.; Hemsi, P.S.; Aoki, P.C.
(2017). The parallel seismic method for foundation
depth evaluation: a case study in Arthur Alvim, São
Paulo, Brazil, 15º International Congress of The
Brazilian Geophysical Society, Rio de Janeiro,
Expanded Abstracts, CD-ROM.
IPT (2017). Ensaios sísmicos (paralelo sísmico, crosshole
e MASW) realizados no site STS020B1, situado na
Rodovia Doutor Manoel Hyppolito Rego (SP 055), Km
246, município de Santos, SP. RT Nº 149 217-205,
27p.
Massad, F. (2009). Solos Marinhos da Baixada Santista –
Características e Propriedades Geotécnicas, 1a
Ed.,
Oficina de Textos, São Paulo, SP, 247 p.
Niederleithinger, E.; Wiggenhauser, H.; Taffe, A. (2009).
The NDT-CE test and validation center in Horstwalde,
Non-Destructive Testing in Civil Engineering-
NDTCE’09, Nantes, France.
Niederleithinger, E. (2012). Improvement and extension of
the parallel seismic method for foundation depth
measurement, Soils and Foundations, 6: 1093–1101.
Souza, T.J.; Hemsi, P.S.; Gandolfo, O.C.B.; Ribeiro, A.F.
(2016a). Determination of the unknown length of a pile
partially embedded in rock using Induction Logging
Testing in Brazil, The Electronic Journal of
Geotechnical Engineering, 21: 5283–5292.
Souza, T.J.; Hemsi, P.S.; Gandolfo, O.C.B.; Aoki, P.C.;
Ribeiro, A.F. (2016b). Use of Parallel Seismic and
Induction Logging Tests for foundation depth
evaluation under difficult conditions, a rootpile
foundation embedded in rock, Soils & Rocks, 39(3):
261–272.
Souza, T.J.; Hemsi, P.S.; Gandolfo, O.C.B.; Aoki, P.C.
(2017) Evaluations of the depth of a root-pile and a
caisson foundations using the Parallel-Seismic Test,
GEO OTTAWA 2017, CD-ROM.
Souza, T.J.; Hemsi, P.S.; Gandolfo, O.C.B.; Aoki, P.C.
(2018). Simulação Teórica e Estudo Experimental do
Ensaio Paralelo Sísmico para um Tubulão, XIX
Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e
Engenharia Geotecnica, Salvador, BA.
Suguio, K. e Martin, L. (1994) Geologia do Quaternário.
In: Falconi, F. F. e Negro Jr., A. Solos do Litoral de
São Paulo, ABMS-ASSECOB, Santos, SP, p. 69-97.